Роторный дизель — конструкция двигателя

Главная » Дизель » Роторный дизель — конструкция двигателя

Роторный Дизельный Двигатель (РДД) имеет восемь клапанов, по четыре на каждую рабочую полость.

Впускные клапаны камер сгорания срабатывают автоматически от давления газов и усилия прижимной пружины, находящейся вне камеры сгорания на торцевой крышке. Эти два клапана имеют важное значение в работе роторного дизельного двигателя, а от величины прижимного усилия зависит процесс запуска двигателя. Очень удачное конструктивное решение позволяет избежать всевозможных регулировок и не требует внешнего привода. Точками опоры являются подшипники, находящиеся в торцевых крышках. Нагрузка на подшипники минимальна. Предъявляемые к ним требования — жаростойкость и лёгкость.

 

Выпускные клапаны камер сгорания имеют более сложную конструкцию. Их хвостовики также сидят в подшипниках, расположенных в крышках, а вот средняя часть выполнена в виде двух диаметрально-симметричных сегментов цилиндра, на каждом из которых имеются уплотнения. Это сделано для того, чтобы нейтрализовать одностороннее давление клапана на стенку камеры сгорания и таким образом облегчить его управляемость внешним приводом. Главным требованием к этим двум клапанам является жаростойкость.

 

Два клапана для впуска заряда и два клапана для выпуска отработанных газов являются менее ответственными. Они имеют одинаковую конструкцию и один внешний привод. К ним нет требований по жаростойкости, но они должны быть лёгкими и обеспечивать герметичность.

Уплотнения роторного дизеля

Во всех местах контактов, где есть необходимость в герметизации какой-либо полости, предусмотрены уплотнительные элементы. Конечно, некоторые из них отличаются по форме от классического кольца, например имеют вид прямой или изогнутой пластинки, как на поршне, и т.д. Варианты решений размеров, формы некоторых уплотнений, а также их материалов ещё предстоит уточнить, в том числе и экспериментально.

Смазка роторного дизельного двигателя

Смазывание трущихся частей РДД можно осуществлять несколькими способами. Один из них это подвод смазки через каналы в теле деталей. Наибольшее трение имеет пара «наконечник — корпус». Подача смазки к месту контакта обеспечит жидкостное трение, дозирование смазки можно осуществлять различными способами, а та смазка, которую будет гнать перед собой наконечник, в конце рабочей камеры будет «загоняться» обратно в масляный канал по причине того, что канал встанет по нормали к корпусу и будет собирать смазку по принципу маслосъёмного кольца. Попадание воздуха в масляный канал (при сжатии заряда) ликвидируется элементарным шариковым клапаном. Это позволит уменьшить потери смазки от её попадания в окно 11, камеры сгорания 9, угар смазки в которой является единственной причиной её потерь в РДД, ведь смазка, находящаяся в камере расширения не выгорает, т.к. горения в ней не происходит.

О горении роторного дизеля

РДД не может работать иначе чем в дизельном режиме, т.е. с впрыском топлива непосредственно в камеру сгорания. Камера сгорания отделена от других полостей, и в этом есть свои преимущества, например, как ни парадоксально (в сравнении с КШДД) уменьшение тепловых потерь в тот момент наивысшего давления в камере сгорания, в который они (потери) наиболее интенсивны, ведь передача тепла идёт через поверхность, в РДД отношение площади поверхности камеры сгорания к её объёму равно=2,4 а в сравниваемом КШДД в идентичном положении, соответствующем верхней мёртвой точке оно составляет=3,8. К тому же саму интенсивность теплопередачи в реальном РДД предполагается уменьшить частичной теплоизоляцией камеры сгорания. В камере расширения конечно этот коэффициент выше, но и интенсивность теплопередачи в ней ниже. Возможные потери давления учтёны в расчётах путём уменьшения коэффициента повышения давления на 20%, (цифру, намеренно завышенную) и принятому равным=1,9 по сравнению с КШДД, для которого он взят=2,4.

Качество образования смеси в РДД будет лучшим за счёт того, что камера сгорания всегда находится в более горячем состоянии чем в КШДД, испарение топлива, попавшего на стенки, будет более интенсивным и полным, необходимое время для полного сгорания топлива и необходимый коэффициент избытка воздуха легко обеспечиваются.

Комплекс этих факторов гарантирует более полное сгорание топлива и образование меньшего количества вредных веществ по сравнению с КШДД.

Топливо для роторного дизельного двигателя

РДД может работать на любом виде топлива (дизельное топливо, бензин, сжиженный газ, водород). Причём он не предъявляет к топливу повышенных требований, как это делают сегодняшние двигатели, и такие показатели как октановое число или детонация для него не важны. Для работы двигателя от топлива требуется практически только одно свойство — воспламеняемость.

Но идеальным топливом стал бы сжиженный газ по нескольким причинам. Он намного дешевле других видов топлива, он имеет меньшую калорийность (то есть меньшая тепловая нагрузка на детали), к тому же нет необходимости увеличивать крутящий момент до огромных величин, он и так больше чем у КШДД, а главной задачей РДД является получение наиболее высокого КПД (коэффициента полезного действия) среди существующих двигателей внутреннего сгорания. Он практически не имеет зольности и не будет загрязнять ни сам двигатель ни окружающую среду, к тому же запасов газа на планете значительно больше чем нефти.

Турбонаддув роторного дизеля

Приведённые выше расчёты сделаны без учёта повышения давления турбиной наддува. Без сомнения, применение турбокомпрессора в РДД абсолютно логично и необходимо. Он приводится во вращение давлением выхлопных газов и не отнимает энергию у двигателя, но сам повысит давление заряда почти вдвое, тем самым позволит резко повысить мощность без увеличения числа оборотов двигателя. Место установки турбокомпрессора на валу напротив выхлопных окон, является идеальным, т.к. не потребуется громоздкого коллектора и не будет потерь давления. Кроме этого его применение значительно повысит экономичность, уменьшит токсичность выхлопных газов и не потребует никаких изменений в конструкции двигателя. Особенно наддув необходим в двух и трёхсекционных особомощных РДД для применения в тяжёлой технике, специализированных машинах, силовых установках и т.д.

Проголосуйте, понравилась ли вам статья?